裂解炉色谱指示波动原因探讨及对策

　　1　引　言

　　某化工一厂裂解车间乙烯裂解炉共有在线色谱仪五台,裂解新区一台,型号为YEW GC8,用来测量1 ~4号炉裂解气组分CH4、C2H4、C2H6、H2、C3H8、C3H6含量。裂解老炉区四台,型号为ABBVISTA 2000,用来测量5~15号炉裂解气组分CH4、C2H4、C2H6、H2、C3H8、C3H6含量。①

　　为了使原料中乙烯的收率最大化,提高乙烯产量,2006年初,化工一厂裂解车间对15台裂解炉进行裂解炉先进控制。裂解炉先进控制要求在线色谱仪分析系统工作性能稳定,数据准确。但是裂解炉在线色谱仪分析示值存在较大的波动,影响烷烯烃气相收率数据比值的稳定性,从而影响裂解深度的控制。为了使在线色谱仪能尽快参与裂解的先进控制,本文对在线色谱仪数值波动原因做了一些探讨,并给出了相应的对策。

　　2　乙烯裂解炉先进控制

　　在流程工业生产过程中,如果仅仅应用DCS控制,还有很多控制问题无法解决,它还不能很好地解决强耦合、大时滞等过程对象。而多变量和强耦合是炼油化工过程中非常普遍的特征,它直接与产品质量控制、产率和经济效益指标有关。随着能源战的激烈和环保要求的苛刻,生产企业对过程控制水平的要求越来越高,为使装置的平稳操作水平与国际水平并轨,对过程控制系统提出了更高的要求。中国石化于2002年批量引进Aspen Technology, Inc.公司的多变量先进控制技术,应用在各种有潜在效益的生产装置上。燕化公司乙烯装置裂解炉于2004年9月试投用先进控制系统。开发先进控制系统,旨在提高装置生产控制的平稳率,增加装置处理量和乙烯产品产量,降低消耗,提高装置在市场上的竞争能力。

　　裂解深度是裂解炉先进控制的一个重要质量指标,所谓深度就是裂解反应的程度。进行裂解炉深度控制,需要采用甲烷烯烃气相收率数据比值为参数,一般用甲烷的摩尔含量与丙烯的摩尔含量的比CH4/C3H6或甲烷的摩尔含量与乙烯的摩尔含量CH4/C2H4的比表示深度。比值参数的输出修正炉出口温度的设定值,改变裂解炉出口温度设定值从而调节裂解炉的深度,使之达到所期望的深度值。所以在深度控制中,裂解炉工业在线色谱仪作为一个实时的测量CH4、C2H4、C3H6组分的工具,能否给工艺提供及时、准确的数据,在裂解深度先进控制中显得尤为重要。

　　3　裂解炉在线色谱分析仪系统组成

　　在线色谱分析仪系统包括样品取样及前处理系统、样品预处理系统、样品后处理系统、色谱分析仪及一些附属设备。

　　3.1　样品取样及前处理系统

　　样品取样及前处理系统是自动分析仪器的重要组成部分,它是由一些机械和电器部件组成的一种流程系统。其功能是由分析对象中取出具有代表性的样品,并对分析的样品进行物理或化学上的预处理。